Th17細胞及其相關(guān)細胞因子在IBD中研究新進展

袁余懿,劉與進,范 恒

袁余懿,劉與進,范恒,華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科 湖北省武漢市 430022

0 引言

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn‘s disease,CD),其病變多累及結(jié)直腸或整個消化道,臨床多表現(xiàn)為腹瀉腹痛、粘液膿血便等癥狀[1].研究表明,IBD的發(fā)病與遺傳、環(huán)境、腸道微生物菌群及免疫等因素有關(guān),其病理過程與腸道菌群及其代謝物異常、腸黏膜免疫系統(tǒng)紊亂和腸道黏膜屏障功能障礙等密切相關(guān)[2].目前發(fā)現(xiàn)的關(guān)于IBD遺傳易感基因位點的數(shù)量在不斷增加,UC和CD共同的遺傳易感基因位點有70多個,但是迄今為止能解釋的易感基因位點僅占少數(shù)[3].IBD發(fā)病的環(huán)境因素主要包括吸煙、飲食、藥物、地理、社會壓力和心理等,甚至和維生素D的缺乏、抗生素的使用、抑郁和焦慮及空氣污染等有關(guān).IBD的病因也與腸道菌群種類的穩(wěn)定性有關(guān),有研究表明[3,4]IBD患者糞便微生物群的生物多樣性顯著降低.而腸黏膜免疫系統(tǒng)紊亂是近幾十年來IBD病因研究的重點,其包括腸黏膜先天性免疫和適應(yīng)性免疫的異常.腸道先天性免疫系統(tǒng)概括起來包括兩道防線,其中第一道防線是“黏液”,第二道防線是腸上皮細胞分泌的抗菌肽和先天免疫細胞[5].目前IBD先天性免疫相關(guān)研究主要包括腸道上皮屏障的完整性、自噬等;IBD適應(yīng)性免疫相關(guān)研究的主要集中于腸黏膜固有層B細胞和T細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[4,5],早期研究多認為IBD與腸黏膜適應(yīng)性免疫Th1/Th2細胞功能異常密切相關(guān)[6],認為CD多是由Th1細胞介導(dǎo)的疾病,而UC則與Th2細胞功能異常密切相關(guān)[7].既往研究表明CD患者腸道固有層存在的Th1細胞能加劇腸道炎癥反應(yīng),并且已有以Th1型細胞因子為靶點的藥物在臨床上試用,但其效果并不理想.UC患者體內(nèi)增加的自身抗體主要為Th2相關(guān)的抗體類型;此外EB病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生的細胞因子現(xiàn)在被認為是Th2型細胞因子,而這種細胞因子在UC患者的體內(nèi)明顯增加[8].除Th1和Th2細胞外,Treg細胞在腸黏膜免疫系統(tǒng)也具有重要的作用,Treg細胞可以通過產(chǎn)生TGF-β和IL-10抑制黏膜巨噬細胞和效應(yīng)性T細胞的促炎功能[9].研究表明Treg細胞還能促進腫瘤細胞發(fā)生免疫逃逸,間接加速腫瘤細胞的增殖,增強了腫瘤細胞的浸潤能力,因此Treg細胞在人體的增殖是相對較少的,這同時也決定了它不足以發(fā)揮其完美的抗炎效果,Treg細胞作為免疫穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)細胞,它的作用是必不可少,但其作用途徑較為復(fù)雜,仍需更為廣泛的研究[9].近年來,研究發(fā)現(xiàn)Treg細胞和Th17細胞的平衡影響著IBD的炎癥狀態(tài),Treg細胞和Th17細胞的平衡可以受到諸如T細胞受體、共刺激信號、細胞因子信號、膽汁酸代謝產(chǎn)物和腸道微生物等因素影響[9].本文所述Th17細胞涉及多種自身免疫性疾病,特別是其在IBD中能調(diào)節(jié)上皮細胞物理屏障的完整性,Th17細胞的激活有非病理性和病理性兩種機制,如圖1.在病理條件下,Th17會分泌促炎介質(zhì)以加重疾病進展和預(yù)后,Th17細胞不僅與粘膜屏障有關(guān),還與炎癥有關(guān)[10].

圖1 非病理性Th17細胞和病理性Th17細胞激活機制. TCR:T細胞抗原受體;TGF-β1:轉(zhuǎn)化生長因子β1;IL-6:白介素6;IL-10:白介素10;IL-17A:白介素17A;IL-6:白介素6;IL-1β:白介素1β;GM-CSF:粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子;ALK5:激活素受體樣激酶5;p-ERK:磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶;RORγt:視黃酸相關(guān)的孤兒受體γt;Activin A:激活素A.

本文就Th17細胞及其相關(guān)細胞因子與IBD研究進展進行綜述.

1 Th17細胞與IBD

Th17細胞在IBD病理過程中中有著重要的作用,Th17細胞是以產(chǎn)生大量IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22等細胞因子為特征的T細胞亞群(它們是由IL-6和TGF-β聯(lián)合誘導(dǎo)的),主要分布于小腸[10].Th17細胞分泌的IL-17A,作為炎癥浸潤的主要細胞因子,它可以招募大量中性粒細胞等炎癥細胞介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[10].Th17細胞表面標(biāo)志性表達IL-23R,而IL-23及IL-23R在IBD的發(fā)病中有著重要的作用[11],Th17細胞中IL-23受體的拮抗顯示與IBD炎癥減輕有關(guān),并已證明抗IL-12/23p40抗體(烏司他單抗)可有效控制中重度的CD[12].另有研究表明Th17細胞表面表達的IL-23受體,與B細胞分泌IgG抗體有關(guān),通過進一步分析,阻斷Th17細胞上IL-23受體可以影響隨后B細胞的表型和IgG的致病性[13].并且有研究表面連接固有免疫和適應(yīng)性免疫得細胞因子是IL-23,它作用于適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的細胞是Th17細胞,因此Th17細胞與固有免疫系統(tǒng)也存在千絲萬縷的聯(lián)系[14].Th17細胞成熟后可以產(chǎn)生IL-21,IL-21反過來增加Th17細胞表面IL-23R的表達,IL-23與IL-23R結(jié)合又會促進Th17細胞的增殖,這樣就會產(chǎn)生一個正向的自我調(diào)節(jié)從而加強炎癥組織Th17細胞的浸潤.其分泌的IL-17A會加重炎癥反應(yīng),所以IBD中Th17細胞的表達總是高于正常腸黏膜[15].

現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)表明,IBD腸道中高表達的Th17細胞可能存在兩個功能群,一種是組織滯留穩(wěn)態(tài)Th17細胞,它是被共生節(jié)段絲狀細菌(symbiotic segmentedfila-mentous bacteria,SFB)識別的,一般不參與炎癥狀態(tài),而被刺激產(chǎn)生的Th17細胞多進行糖酵解,介導(dǎo)炎癥反應(yīng),如分泌IFN-γ等[15].IBD與Th17相關(guān)細胞因子的關(guān)系也可證明Th17細胞的重要性,例如缺乏調(diào)節(jié)性細胞因子,敲除IL-2、IL-10的基因小鼠,可自發(fā)為實驗性結(jié)腸炎[15].IL-10大多來源于Treg細胞,Treg細胞與Th17細胞又存在平衡,IL-10的缺失會導(dǎo)致實驗性結(jié)腸炎,進而推測自發(fā)性結(jié)腸炎有Th17細胞的參與.在遺傳學(xué)的一些研究也表明,Th17細胞以及其他免疫細胞分泌的細胞因子與IBD愈發(fā)有關(guān)[2,16].

2 Th17細胞的分化及功能

Th17細胞是Th0細胞在IL-6和TGF-β的刺激下誘導(dǎo)分化形成的輔助性T細胞,Th17細胞可以產(chǎn)生IL-17A、IL-17F、IL-21和IL-22等細胞因子,維甲酸相關(guān)孤兒受體(retinoic acid-related orphan receptor,RORγ)是其重要的轉(zhuǎn)錄因子[16].研究表明Th17細胞的分化有3個階段:IL-6和TGF-β啟動Th17分化、IL-21擴大Th17分化狀態(tài)、IL-23在分化后期維持Th17穩(wěn)定成熟[7,16].

Th17細胞是近年來的研究熱點,Th17細胞在IBD患者腸道組織中明顯增加,并以回腸末端增多為主[17].系統(tǒng)的了解Th17功能和功能的分子基礎(chǔ),這對于明確組織中Th17細胞在慢性炎癥如IBD中的病理作用是十分重要的.

研究表明Th17細胞的分化和病理生理作用是受到眾多細胞內(nèi)部和外部信號調(diào)節(jié)的[17],在體內(nèi)Th17細胞是幼稚Th細胞在專業(yè)抗原提呈細胞(antigen-presenting cells,APC)和特殊的細胞因子(包括IL-6、IL-21和TGF-β)刺激下分化而成.幼稚T細胞在IL-6-JAK-STAT3軸刺激下上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子RORγt和RORα表達水平,促進Th17細胞的分化,Th17細胞分泌標(biāo)志性細胞因子IL-17A、IL-17F和IL-22.這些細胞因子可以誘導(dǎo)上皮細胞分泌抗菌肽,而抗菌肽是宿主黏膜抵御細胞外細菌和真菌過程中必不可少的物質(zhì)[17].同時在炎癥狀態(tài)下Th17細胞也能通過誘導(dǎo)趨化因子來招募中性粒細胞介導(dǎo)炎癥的發(fā)生發(fā)展.因此在體內(nèi),TGF-β或RORγ的缺乏會損害Th17分化及隨后介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[17].另外環(huán)境刺激也會對Th17分化產(chǎn)生影響,如轉(zhuǎn)錄因子缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一種關(guān)鍵的代謝感受器,它是通過直接激活Th17相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子RORyt和IL-17來調(diào)控Th17細胞分化過程和效應(yīng)功能.有研究表明靶向HIF-1α-ABC轉(zhuǎn)運蛋白可以為IBD提供新的治療途徑[18],可以通過抑制HIF-1α或抑制ABC轉(zhuǎn)運蛋白以增加非結(jié)合膽紅素(一種芳香烴受體的內(nèi)源性配體)(unconjugated bilirubin,UCB)利用率,UCB進一步激活A(yù)HR來減輕炎癥反應(yīng),從而起到治療這種疾病的作用[18].生物體內(nèi)通過整合了這些正/負調(diào)控因子,并通過IL-1β和IL-23的刺激,最終可以穩(wěn)定Th17細胞的分化[19].穩(wěn)定后的Th17細胞會分泌相關(guān)細胞因子(如IL-1、IL-6、TNF-α)和化學(xué)增活素(如IL-8、CXCL1、CXCL8),基質(zhì)金屬蛋白酶等,來觸動炎癥通路,介導(dǎo)炎癥與抗炎的發(fā)生[13,19].

2.1 Th17細胞在自身免疫性疾病病理過程中具有重要作用 Th17細胞在自身免疫病如人類Th17細胞介導(dǎo)的自身免疫病牛皮蘚、牛皮蘚關(guān)節(jié)炎、強直性關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等中的作用不容忽視[12,19].

在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中,Th17刺激FLSs(類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的一種滑膜細胞),促進破骨細胞分化,并募集大量中性粒細胞和更多Th17細胞,通過IL-17啟動關(guān)節(jié)炎癥,從而導(dǎo)致慢性炎癥的加深[17,19].臨床研究表明[17,19,20],強直性脊柱炎患者血清中IL-35和IL-17的關(guān)系呈反比,IL-17的含量比較高,IL-35則降低,這將導(dǎo)致IL-35刺激的Treg細胞減少,進而朝著Th17細胞分化的趨勢變大,IL-17會加劇Th17細胞的浸潤,從而導(dǎo)致炎癥的加深,可以得出在這些自身免疫病中,IL-17和Th17細胞始終有著重要的影響.

2.2 Th17細胞與IBD病理過程密切相關(guān) 研究表明CD和UC患者腸道固有層Th17細胞相關(guān)細胞因子如IL-17A和IL-17F明顯增加,其中IL-17A作為標(biāo)志性細胞因子在IBD中高于正常腸粘膜[20],Th17細胞的浸潤可促進腫瘤的發(fā)生,并且可以降低結(jié)腸癌患者的生存率[12,20].現(xiàn)有研究表明Th17具有很強的可塑性,因其表達FOXP3+(是調(diào)節(jié)性T細胞的標(biāo)志性分子)時,可在病原體殺死完成后抑制RORγt,RORγt廣泛表達于淋巴器官間隔細胞,此細胞也稱為CD4+CD8+雙陽性細胞,這群細胞可誘導(dǎo)Th17細胞的產(chǎn)生.所以抑制RORγt可以抑制Th17細胞的產(chǎn)生從而減輕炎癥反應(yīng).因此,Th17細胞的可塑性在調(diào)節(jié)體內(nèi)平衡和清除腸道病原體中發(fā)揮核心作用[12,20,21].

Th17細胞介導(dǎo)的IBD的腸道炎癥主要與它產(chǎn)生的細胞因子密切相關(guān),Th17細胞既可以產(chǎn)生抗炎細胞因子(如IL-22、IL-10)也可以產(chǎn)生促炎細胞因子(如IL-17和IL-21)[12,21].抗炎作用有一些是通過激活控制上皮細胞的增殖、傷口的愈合和抗菌蛋白的產(chǎn)生(如防御素、粘蛋白、REG3β和REG3γ);促炎作用則是上調(diào)TNF、IL-1β、IL-6和IL-8等,以及募集中性粒細胞和腸成纖維細胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶.其中基質(zhì)金屬蛋白酶是一類能降解細胞外各種蛋白質(zhì)成分的大家族,其可以破壞腫瘤細胞侵襲的組織學(xué)屏障,在腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移中起關(guān)鍵性作用,被認為是該過程中主要的蛋白水解酶,從而在腫瘤浸潤轉(zhuǎn)移中的作用日益受到重視,促炎的Th17細胞也有其有益的一方面[21].

Th17細胞介導(dǎo)IBD炎癥除與其相關(guān)細胞因子有關(guān),更表現(xiàn)出獨特轉(zhuǎn)錄特征,如前文所說IL-23受體(IL-23R)的表達增加,可以進一步穩(wěn)定增殖浸潤的基礎(chǔ)就是IL-23介導(dǎo)的正向反饋調(diào)節(jié),該過程促使了Th17細胞的增多[21];相反,非治病性Th17細胞表現(xiàn)出缺乏IFN-γ,同時表達IL-17A和IL-10,IL-10的缺乏通常可以誘導(dǎo)結(jié)腸炎的發(fā)生,Th17分泌IL-10在IBD中較常見的表現(xiàn)的是一種抗炎的保護作用.亦有研究表明Th17是通過抑制Th1的發(fā)育和功能來減輕結(jié)腸炎,Treg細胞與Th17細胞之間的平衡,微生物糞便移植治療與Th17細胞在腸道的比例也都或多或少預(yù)示著未來關(guān)于靶向Th17細胞治療IBD的新策略[7,21].以下將從動物、細胞、人體臨床樣本幾個方面來討論Th17細胞與IBD的相關(guān)性.

研究表明三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的大鼠脾臟和MLN(腸系膜淋巴結(jié))中分離出的CD4+IL-17+細胞亞群頻率高于正常大鼠,而miR-155抑制組顯著降低了脾臟和MLN中Th17細胞的水平[7,21],所以Th17細胞在IBD中可能廣泛表現(xiàn)為一個促炎的細胞,降低Th17細胞的增殖和分化,對IBD可以起到一定的治療作用.但也有研究發(fā)現(xiàn):蘇金單抗阻斷IL-17A的顯著失敗表明IBD不是典型的Th17細胞介導(dǎo)的自身免疫病[21].

動物實驗研究表明降低AhR信號傳導(dǎo)來減輕癥狀和炎性結(jié)腸炎,從而降低IL-6,STAT3和RORγt的表達,而增加FOXP3的表達,最后是通過降低Th17細胞的比例和增加Treg細胞的比例,來減輕IBD得炎癥程度[22].

臨床人體樣本檢測實驗通過檢測20/40例患者的腸組織標(biāo)本及血清標(biāo)本發(fā)現(xiàn)在腸道固有層中,活動期的UC和CD患者CD4/IL-17較正常組增加,其中活動期CD患者IL-22水平明顯高于UC患者[23].Th17相關(guān)細胞因子在活動期IBD患者的腸粘膜和血清中高表達,此外,這些細胞因子與疾病活動性指數(shù)、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)和血小板計數(shù)(platelet count,PLT)水平、內(nèi)鏡下疾病活動性分級和組織學(xué)活動性分級呈正相關(guān)[1,23].IL-17A與IFN-γ呈正相關(guān)[23].這提示了Th17相關(guān)細胞因子mRNA的表達與Th1相關(guān)細胞因子IFN-γ的表達呈正相關(guān)[23].我們知道CD多是Th1細胞介導(dǎo)的,IL-23參與Th1細胞介導(dǎo)CD炎癥的過程,而在UC中IL-23則參與Th2細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[23],可以看到Th17細胞及Th17相關(guān)細胞因子在IBD的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,并發(fā)現(xiàn)Th1和Th17細胞因子似乎在IBD中起協(xié)同作用[24].

總之,Th17細胞的發(fā)現(xiàn)使我們超越了Th1/Th2范式的自身免疫性疾病的分子基礎(chǔ),使我們對各種免疫介導(dǎo)的疾病的臨床應(yīng)用有了新的認識.

2.3 Th17細胞相關(guān)細胞因子在IBD病理過程中的作用

2.3.1 IL-17在IBD中的作用:IL-17是T細胞來源細胞因子,該家族包括6個成員的配體(IL-17A-IL-17F)和5個受體(IL-17RA-IL-17RD和SEF).該細胞因子在抵抗微生物的宿主防御和炎性疾病的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用[25].IL-17是一種多效性細胞因子,它通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑誘導(dǎo)IL-6和IL-8的產(chǎn)生,從而促進中性粒細胞在炎癥部位的募集,觸發(fā)T細胞增殖,上調(diào)一些促炎分子,如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶和IL-1β的表達[25].此外,IL-17誘導(dǎo)巨噬細胞產(chǎn)生促炎細胞因子,在天然免疫和獲得性免疫之間建立聯(lián)系,并在宿主抵抗細菌,特別是在粘膜表面發(fā)揮關(guān)鍵作用[25].

IL-17A是該家族中被研究最廣泛的細胞因子,它多表現(xiàn)為促炎作用,其誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)比IL-17F強10-30倍[5,25],在一些條件下IL-17A也能有保護作用.IL-17A作用于腸道細胞,通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)和核因子-κB(NF-κB)激活促進結(jié)腸癌細胞的生長,介導(dǎo)了結(jié)腸癌的進展,也可以通過MAPK途徑誘導(dǎo)一系列炎性介質(zhì)的產(chǎn)生[12,13,21,25].IL-17RA作為受體介導(dǎo)IL-17A和IL-17F的功能活動,而IL-17A抗體對DSS結(jié)腸炎和T細胞轉(zhuǎn)移性結(jié)腸炎有保護作用,這一事實同時表明,在腸道中致病的是IL-17A,而不是IL-17F.然而缺乏IL-17F的小鼠在很大程度上對DSS-結(jié)腸炎有抵抗力[26],所以我們不能單一得認為IL-17F是致病的不良細胞因子,因為作為細胞因子IL-17F和IL-17A都是宿主抵抗細菌和真菌病原體的主要貢獻者,并通過中性粒細胞募集、抗微生物分子和急性時相蛋白的產(chǎn)生發(fā)揮作用,那么如何區(qū)分應(yīng)該結(jié)合具體的條件去分析,或者說仍有待進一步完善理論體系[26].

關(guān)于IL-17的受體,IL-17受體家族由5個成員組成(IL-17RA、RB、RC、RD和RE),研究表明IL-17通過由IL-17RA和IL-17RC組成的異二聚體受體復(fù)合物發(fā)出信號[10,26],并通過腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白6(tumor necrosis factor receptor-associated factor,TRAF6)非依賴性途徑誘導(dǎo)mRNA穩(wěn)定,在調(diào)節(jié)促炎細胞因子和趨化因子的協(xié)同表達中起到重要作用[26].IL-17與受體的結(jié)合觸發(fā)了一系列磷酸化和泛素化事件,例如USP25(去泛素化酶)可能通過限制TRAF5和TRAF6的泛素化狀態(tài)(從細胞內(nèi)選出靶蛋白分子并對靶蛋白分子修飾的過程)來負向調(diào)節(jié)IL-17信號[11,26].研究發(fā)現(xiàn)近端銜接子Act1是所有IL-17細胞因子信號傳導(dǎo)過程中的常見介體,因此參與IL-17介導(dǎo)的宿主防御和IL-17驅(qū)動的自身免疫疾病,靶向Act1可成為治療手段[26].

關(guān)于IL-17的一些實驗發(fā)現(xiàn),如在小鼠實驗中,皮內(nèi)注射IL-23導(dǎo)致皮膚增生和棘皮病,而IL-17RA缺乏、IL-17A缺乏或抗IL-17抗體中和IL-17可減輕這種情況[26],矛盾的是,IL-17信號的丟失增加了牛皮癬的易感性[2,7,9,21,26],這些現(xiàn)象表明,盡管IL-17A本身是一種促炎細胞因子,但它有助于免疫穩(wěn)態(tài),在缺乏其信號的情況下,可以導(dǎo)致其他促炎細胞因子的失調(diào)和過度地產(chǎn)生[9,26].所以更好地理解炎癥和自身免疫環(huán)境中的IL-17信號對于發(fā)現(xiàn)新的治療靶點至關(guān)重要.

對于IL-17在IBD中的研究,可以結(jié)合其在牛皮蘚疾病、銀屑病、強直性脊柱炎中的作用,及大量的臨床用藥樣本來分析,抗IL-17 抗體治療可以通過下調(diào)膠原蛋白3和幾種促纖維化細胞因子的表達,顯著減輕TNBS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸直腸纖維化[27].亦有研究表明IL-17拮抗劑的使用與IBD的新發(fā)有某種關(guān)系,可能會降低IBD的發(fā)生,甚至可以抑制IBD病情的加重,但在構(gòu)建小鼠結(jié)腸炎模型中發(fā)現(xiàn),IL-17A抑制、IL-17RA抑制、IL-17相關(guān)基因敲除會誘導(dǎo)或加重結(jié)腸炎,且蘇金單抗的失敗表明IL-17拮抗劑的使用是否能穩(wěn)定且顯著降低已經(jīng)患有IBD的患者的病情仍有待進一步商榷[28-31].在針對CD的抗 IL-17 抗體和抗IL-17受體的對照試驗中,安慰劑組的表現(xiàn)優(yōu)于治療組[32],所以抗IL-17治療IBD并不一定是優(yōu)勢的.IL-23/Th17軸在腸道炎癥中的關(guān)鍵作用是通過消除某些增強疾病炎癥程度的成分,抗IL-17抗體的使用會抑制IL-12和IL-23的轉(zhuǎn)錄,從而加重IBD的炎癥,這也驗證了前文所說的觀點[33].一篇系統(tǒng)評價和Meta分析的文章共納入66項研究,涉及14390名接受IL-17拮抗劑誘導(dǎo)治療的患者和 19380名接受IL-17拮抗劑誘導(dǎo)和/或維持治療的患者.在誘導(dǎo)期間,報告了11例IBD病例,結(jié)論是接受IL-17拮抗劑治療的患者發(fā)生IBD的風(fēng)險并未升高[33].IL-17拮抗劑的使用綜合來說是一個可以選擇的治療方案,但要監(jiān)測其是否會引起IBD惡化,一旦出現(xiàn)惡化,則需立即停止抗IL-17抗體治療.未來針對IL-17抗體或拮抗劑藥物的使用,需要進一步規(guī)范化,明確指出IL-17抗體適用人群及常用劑量是重中之重.

2.3.2 IL-23在IBD中的作用:IL-23產(chǎn)生于巨噬細胞和樹突狀細胞,激活粘膜免疫細胞,增加腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)的產(chǎn)生并穩(wěn)定效應(yīng)TH17細胞的表型[34].IL-23已被證明可以通過誘導(dǎo)與淋巴組織誘導(dǎo)細胞表型相同的先天淋巴細胞(innate lymphoid cells,ILCs)產(chǎn)生Th17細胞,并進一步產(chǎn)生相關(guān)細胞因子[35],如產(chǎn)生IL-21,IL-21增加IL-23R在Th17細胞膜上的表達,IL-23與IL-23R結(jié)合促進更多的Th17細胞產(chǎn)生.

IL-23如前文所述可穩(wěn)定Th17激活后所需要的基因表達[35],并且IL-23是先天免疫和獲得性免疫中的關(guān)鍵細胞因子,是兩者之間的橋梁[35].現(xiàn)有研究認為益生菌可以通過減少IL-23的分泌來抑制IL-17的產(chǎn)生和功能,這證實了益生菌可通過這種方式改善腸道炎癥,說明IL-23在驅(qū)動針對微生物對抗炎癥的早期反應(yīng)中也是占有一席之地[4,35].

在幾種結(jié)腸炎的鼠模型中發(fā)現(xiàn),IL-12/IL-23 p40,IL-23 p19或IL-23R功能的抑制導(dǎo)致腸道炎癥的明顯抑制.這一發(fā)現(xiàn)與IL-23相關(guān)靶細胞(例如Th17細胞,ILC3細胞)的生成減少有關(guān),還和粒細胞和自然殺傷細胞以及促炎細胞因子的產(chǎn)生受損有關(guān).基于這些發(fā)現(xiàn),靶向IL-23成為抑制腸道炎癥和與炎癥相關(guān)的癌癥生長的重要概念[35].

另外在一些臨床試驗研究發(fā)現(xiàn),在UC患者中,我們發(fā)現(xiàn)新診斷疾病的IL-23的粘膜基因表達水平顯著高于長期UC.無論是新診斷的還是長期存在的UC和CD,與對照組相比差異都非常顯著[23,35].并且已經(jīng)有針對IL-23 p40和IL-23 p19的中和抗體已成功用于CD治療的臨床試驗[35].因此,IL-23抑制及IL-23R抑制可能對未來IBD患者的治療具有重要意義.

2.4 Th17細胞中在IBD的保護作用 Th17細胞在IBD中的保護作用本文就其細胞因子IL-10和IL-22綜述.

2.4.1 Th17細胞分泌IL-10在IBD中發(fā)揮保護作用:IL-10的來源并非只有T細胞亞群,體內(nèi)幾乎所有淋巴細胞均能合成IL-10,體內(nèi)最重要的來源主要是單核巨噬細胞和T輔助細胞,其他淋巴細胞則是在特定的刺激或某種免疫反應(yīng)時間點產(chǎn)生[36].IL-10也稱為細胞因子合成抑制因子(cytokine synthesis inhibitory factor,CSIF),是一種多效性細胞因子,可以在多種類型細胞中發(fā)揮免疫抑制或免疫刺激的作用[37].在炎癥反應(yīng)方面,IL-10能通過下調(diào)單核細胞表面主要組織相容性抗原Ⅱ的表達,降低其抗原呈遞作用,下調(diào)T淋巴細胞活性,抑制炎性細胞的激活、遷移和粘附;同時,IL-10也能抑制炎癥因子的合成與釋放.IL-10的細胞受體IL-10R屬于2型細胞因子家族,它們是跨膜糖蛋白,活化的IL-10R是一個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合體,包含了2種不同的受體鏈:IL-10R1和IL-10R2[28,37].復(fù)合體IL-10/IL-10R1/IL-10R2具有生物活性,可激活JAK激酶,進而引起STAT因子的磷酸化,從而影響mRNA的轉(zhuǎn)錄,影響一系列該通路上的細胞因子的產(chǎn)生,發(fā)揮IL-10的調(diào)節(jié)作用[28,37].IL-10的保護作用主要體現(xiàn)在抑制炎癥反應(yīng)和細胞免疫反應(yīng),加強與適應(yīng)性免疫反應(yīng)在機體的耐受性,抑制由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生的促炎因子,以及提高B細胞的存活率,促進B細胞的增殖、MHCⅡ類抗原表達以及免疫球蛋白的分泌,抑制NK細胞因子的產(chǎn)生[37],并與Th2所產(chǎn)生的IL-4、IL-5有協(xié)同的抗炎作用[37].IL-10具有雙向免疫調(diào)節(jié)作用,IL-10可以通過抗原提呈細胞發(fā)揮免疫抑制,通過T細胞發(fā)揮負調(diào)節(jié)作用,在腫瘤環(huán)境中對免疫應(yīng)答具有負向調(diào)節(jié)作用;IL-10的雙向調(diào)節(jié)作用自從被發(fā)現(xiàn)起就一直被關(guān)注,它不僅影響免疫系統(tǒng),而且可以通過調(diào)節(jié)生長因子、細胞因子影響許多病理生理過程,包括血管生成、腫瘤形成和感染,還能通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞在外周耐受中建立作用;對CD、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎銀屑病、丙型病毒性肝炎病毒感染、艾滋病病毒感染等疾病都發(fā)揮著重要作用[28,37].

近來在發(fā)現(xiàn)在人類中,IL-10、IL-10Rα和IL-10Rβ的多態(tài)性已被發(fā)現(xiàn)與極早發(fā)病的結(jié)腸炎有關(guān),以及全基因組進一步發(fā)現(xiàn)IL-10通過抑制CD45RBhiCD4+T細胞重組小鼠Th1細胞產(chǎn)生干擾素-γ并降低Th17應(yīng)答[38].對腸道微生物菌群中的短鏈脂肪酸的研究表明,短鏈脂肪酸可以維持胃腸腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,而短鏈脂肪酸可以促進Th17細胞分泌IL-10,還可通過G蛋白偶聯(lián)受體43[39]誘導(dǎo)Th1細胞分泌抗原性IL-10,可見是IL-10在其中發(fā)揮了關(guān)鍵的保護作用[39].缺乏IL-10或IL-10Rα的Treg細胞容易發(fā)生自發(fā)性結(jié)腸炎,表明IL-10使Treg細胞能夠抑制結(jié)腸炎中致病性Th17細胞的反應(yīng),Treg細胞中c-MAF的失活會導(dǎo)致IL-10產(chǎn)生功能出現(xiàn)障礙,而IL-10又是由Th17產(chǎn)生,這樣就能使Th17自身獲得調(diào)節(jié)腸道炎癥的特性來起到保護作用[10,39],前文所說Treg細胞和Th17細胞的平衡或許就涉及IL-10的平衡.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)腸巨噬細胞對IL-10信號敏感,巨噬細胞對于控制炎癥粘膜炎癥是必不可少的,所以在結(jié)腸炎條件下,再一次闡明IL-10起到保護作用[10,39].大多數(shù)時候IL-10其實是維持腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)所必須的,盡管如此,其下游信號通路及其分子基礎(chǔ)仍未得到充分研究[39],且在腸癌的這些作用可能涉及更復(fù)雜的機制.

通過對IL-10保護機制的研究發(fā)現(xiàn),由于一些研究顯示抗單一的效應(yīng)細胞因子對IBD的治療結(jié)果不太理想且機制較為冗余復(fù)雜,未來針對T細胞亞群本身或者同時靶向多種細胞因子可能為炎癥性腸病的治療帶來希望,并有機會找到高特異性和高效率確定的靶點[3,39].

2.4.2 Th17細胞分泌IL-22在IBD中發(fā)揮保護作用:IL-22是IL-10家族成員,一般認為起到保護作用,通過誘導(dǎo)抗微生物分子增殖和抗凋亡途徑來增強腸道屏障的完整性和上皮的固有免疫功能[28,39].而IL-22的受體(IL-22R)的表達僅限于腸道和呼吸道等非造血細胞[40].在先天免疫系統(tǒng)中,Th17細胞被認為是產(chǎn)生IL-22的重要來源,也產(chǎn)生于γδT(屬于一類固有免疫細胞)和αβT細胞,中性粒細胞和DC細胞中,IL-22可以激活上皮細胞產(chǎn)生抗菌肽,誘導(dǎo)上皮細胞增殖,并通過STAT3激活促進腫瘤發(fā)展[32,40].IL-22在腫瘤發(fā)生過程中具有雙重效應(yīng):短期產(chǎn)生的IL-22能保護機體免受遺傳毒性應(yīng)激,而不受控制的IL-22活性則促進腫瘤生長.而IL-22在炎癥過程中調(diào)節(jié)腸道平衡也起著重要作用,IL-22不僅是通過STAT3信號通路促進上皮細胞活化,還可誘導(dǎo)多種抗菌肽(Claudin-2和Fut-2),增強腸道固有防御功能[32,40].IL-22的功能被比喻為“披著狼皮的綿羊”或“雙頭細胞因子”,因為它既能加劇炎癥反應(yīng),又能改善炎癥反應(yīng)[40].因此,對IL-22的嚴格調(diào)控至關(guān)重要[41].

IL-22在許多慢性炎癥性疾病中都有表達,包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和牛皮癬,其上調(diào)通常與疾病活動性有關(guān)[40].IL-22既由免疫系統(tǒng)的適應(yīng)性細胞(如CD4T細胞亞群)表達,也由天然淋巴細胞(包括NK細胞和LTI樣細胞)表達[40].

對小鼠結(jié)腸細胞因子的分析顯示,給藥后伴隨著Th1細胞因子的抑制和IL-22的上調(diào).用中和抗體阻斷IL-22可逆轉(zhuǎn)FICZ(芳香烴受體激動劑)對TNBS-結(jié)腸炎小鼠的治療效果,從而表明誘導(dǎo)IL-22的產(chǎn)生是AhR(芳香烴受體)信號控制腸道致病反應(yīng)的主要機制之一[18,40].通過AhR激活I(lǐng)L-22途徑已在臨床試驗中顯示出對潰瘍性結(jié)腸炎具有很強的治療作用[40,41].

IL-22已被證明以一種STAT3依賴的方式改善組織學(xué)評分,在人類結(jié)直腸癌組織中,CCR6+CD4+T細胞被證明負責(zé)分泌全部數(shù)量的IL-22(145).IL-22激活癌細胞中的STAT3磷酸化級聯(lián),誘導(dǎo)干細胞標(biāo)記物(SOX2、NANOG和Pou5f1)的表達,從而增加癌癥的干性和致瘤潛能[10,41].此外,上皮細胞中STAT3的激活依賴于IL-22而不是IL-6,表明靶向腸上皮細胞(intestinal epithelial cell,IECS)中的STAT3信號通路是治療IBD患者的一種有前途的方法.然而其具體機制的尚不明確,在癌癥的不同發(fā)展階段,IL-22可能會導(dǎo)致不同的后果,作為潛在的治療靶點,IL-22的基礎(chǔ)研究還有待進一步發(fā)掘[41].臨床上治療潰瘍結(jié)腸炎時常用的中藥青黛及抗TNF-α這兩種療法中似乎都能看到IL-22的影子,但具體利弊還需要更深遠的研究[42].

3 結(jié)論

IBD中關(guān)于Th1和Th2細胞分化途徑的研究或多或少已被拋棄,焦點早已經(jīng)轉(zhuǎn)向決定CD和UC兩種臨床表型的Th1和Th17譜之間的平衡,或者Th17與Treg細胞之間的平衡,微生物菌群與Th17細胞之間的可塑性[23].Th17細胞轉(zhuǎn)分化為耐受性的Treg細胞、以及可分泌IFN-γ的Th1細胞和分泌IL-22的Th22樣細胞,可以微調(diào)免疫應(yīng)答,使Th17細胞成為維持免疫平衡的中心細胞,但不幸的是,IBD患者因為諸如遺傳、轉(zhuǎn)錄因子、表觀基因組、腸道菌群、微環(huán)境和外部環(huán)境等因素失去了這種平衡[21],研究這種平衡的內(nèi)在關(guān)系(可以總結(jié)為Th17細胞的可塑性)將會是非常有意義的[21].

綜合全文分析,我們看到Th17細胞在暴露于大量細胞因子環(huán)境時,比其他T細胞類別具有更大的可塑性[21],并且由IL-6、TGF-β、IL-12、IL-23、IL-21等參與的不同的調(diào)控機制,Th17細胞毋庸置疑的在調(diào)節(jié)IBD的炎癥過程中起著關(guān)鍵作用[23],因此對于Th17細胞的研究需要進一步建立框架,探索與Th17細胞相關(guān)的多種平衡.